[发明专利]高温高压大口径平板闸阀的密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及阀门的密封结构，具体地说是一种高温高压大口径水冷平板 闸阀的密封装置。

背景技术

现有我国生产的水冷平板闸阀(也称进气闸阀)大多只适合在中、低压下使 用，其工作介质的温度控制在400℃以下。用于飞机发动机涡轮试验装置中的 高温高压大口径水冷平板闸阀，其工作压力在5.0Mpa，工作温度在 1000k(727℃)，密封要求很高，不允许有任何泄漏。高温高压大口径水冷平板 闸阀除了在飞机发动机涡轮试验装置应用以外，也应用在其他的涡轮试验装 置中。另外，其在中石油、中石化、高温高压装备上也被应用广泛。目前国 内无法生产上述高温高压大口径平板闸阀，依靠进口来满足国内需求。

对于涡轮试验装置中的727℃高温、工作压力5.0Mpa、风量60米³/秒、 风速380米/秒的热介质流，对平板闸阀来说，其密封是一个技术难题，不但 要闸住热介质流，不让其泄漏，且在防止泄漏的同时还要考虑由于金属的热 变形对密封的影响，密封结构必须随金属的线涨变形而浮动。在727℃的高温 下，只有高温合金和司太立硬质合金才能适应，但要做成密封面和闸阀中闸 板相配做成密封付，对液体介质或要求不高的阀门，还可以应付，但对炽热 的燃烧气体，又在这样高的工作压力下，气流和流速都很大，想要绝对密封 是不可能的。因为闸板表面的硬度和司太立硬质合金的硬度都在HRC45以上， 就算把它们表面加工到平整度的最高级0.01mm，它们接触的表面间隙直径也 比气体的分子直径大30倍，故硬对硬配对密封无法对炽热的燃烧气体进行密 封。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种 软对硬配合的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，其能对727℃高温的燃烧 气体进行有效密封。

为此，本发明采用如下的技术方案：高温高压大口径平板闸阀的密封装 置，包括阀体和位于阀体一侧的闸板，其特征在于靠近闸板密封面的阀体上 开有一凹槽，一底部与闸板密封面配合的软密封件置于所述的凹槽内，阀体 上开有一冷却水通道和一气体通道，气体通道与所述凹槽的底部相通，闸板 上装有水冷装置，所述的冷却水通道和闸板将软密封件的三个面包围。本发 明中的冷却水通道和闸板(冷却水通道和水冷装置中通入冷水)形成一个半 包围结构的冷循环，其将软密封件置于所述的冷循环中，将软密封件与阀体 内的热介质流(高温燃烧气体)隔离开，使软密封件的工作温度始终≤100℃， 气体通道内通入气体，软密封件在气体作用下顶在闸板密封面上，实现了软 密封件与闸板密封面之间的软对硬的配对密封，软密封在气体压力下可以填 补密封面之间的间隙。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，软密封件下部的侧面设有 位于凹槽内的隔热防护圈，所述隔热防护圈的一端与闸板密封面配合，另一 端抵触在软密封件上。隔热防护圈起到隔热作用，将位于闸板密封面处的热 介质流的大部分热量挡在防护圈外面，能有效避免热介质流对软密封件造成 损坏，延长软密封件的使用寿命；防护圈同时对软密封件的下部起定位作用， 防止软密封件的下部向两侧扩张。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，隔热防护圈的外侧设有阻 止隔热防护圈向外扩的挡板，所述的挡板用螺钉固定在阀体上。挡板对隔热 防护圈起定位作用。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，隔热防护圈的外侧壁上开 有限位槽，所述挡板的一端置于所述的限位槽内。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，气体通道呈“L”形，其内 通惰性气体，一般采用氮气；冷却水通道呈“T”形。“L”形和“T”形的通 道方便从外向内分别通入惰性气体和冷却水。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，水冷装置为冷却水套或冷 却水进、出管，安装在阀体上。通过水冷装置使闸板的温度控制在100℃以内。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，所述软密封件的顶部开有 一位于凹槽内的三角形槽，该三角形槽与所述的气体通道相通，三角形槽用 于增加气体与软密封件的接触面积。

所述的高温高压大口径平板闸阀的密封装置，软密封件为氟橡胶，氟橡 胶的工作温度可到300℃，其致密性好，弹性也好。